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一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D。若粒子质量不同、或电量不同、或速率不同,在一定磁场中的偏转程度也不同。如果偏转管道中心轴线的半径一定,磁场的磁感应强度一定,粒子的电荷和速率一定,则只有一定质量的粒子能自漂移管道D中引出。已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=51.1×10-27kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s。求(都保留一位有效数字):

⑴加速管B两端的加速电压应为多大?

⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场?

 

 

 

 

 

 

【答案】

【解析】⑴解:对带电粒子在加速过程中应用动能定理:

…………………………⑴

解得:V……………………⑵

⑵对磷离子做匀速圆周运动应用牛顿定律:

      ………………… ………⑶

解得:………… ………⑷

评分标准:⑴ ⑶每式5分,(3)式2 分⑷式1分

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一种称为“质量分析器”的装置如图所示.A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在洛伦兹力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D.已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=5.1×10-26kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s,不计重力.求(结果都保留一位有效数字):
(1)加速管B两端的加速电压U.
(2)若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内匀强磁场的磁感应强度B.

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)一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在洛伦兹力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D。已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=5.1×10-26kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s,不计重力。求(结果都保留一位有效数字):

⑴加速管B两端的加速电压U。

⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内匀强磁场的磁感应强度B。

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一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D。若粒子质量不同、或电量不同、或速率不同,在一定磁场中的偏转程度也不同。如果偏转管道中心轴线的半径一定,磁场的磁感应强度一定,粒子的电荷和速率一定,则只有一定质量的粒子能自漂移管道D中引出。已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=51.1×10-27kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s。求(都保留一位有效数字):

⑴加速管B两端的加速电压应为多大?

⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场?

 

 

 

 

 

 

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一种称为“质量分析器”的装置如图所示。A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D。若粒子质量不同、或电量不同、或速率不同,在一定磁场中的偏转程度也不同。如果偏转管道中心轴线的半径一定,磁场的磁感应强度一定,粒子的电荷和速率一定,则只有一定质量的粒子能自漂移管道D中引出。已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=51.1×10-27kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s。求(都保留一位有效数字):

⑴加速管B两端的加速电压应为多大?

⑵若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场?

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